Что такое текучесть материала: Показатель текучести грунта — ГЕОЛОГ

Показатель текучести грунта — ГЕОЛОГ

Проведение лабораторных испытаний позволяет определить не только физические, но и химические свойства образцов грунта. Физическое состояние у них разное. Из-за этого выполнение вычисления некоторых видов показателей возможно не у всех грунтов. Показатель текучести грунта можно вычислить при работе с пылевато-глинистыми почвами, то есть глинами, суглинками и супесями.

Если на территории изысканий преобладает один из этих типов грунта, нужно правильно рассчитать его текучесть, потому что это сильно влияет на его характеристики.

Показатель текучести

Показатель текучести грунта – различие влажностей между природным состоянием материала, а также на границе его раскатывания, и индекса пластичности. Определение этого показателя возможно только в лабораториях. Он дает более детальные сведения по грунту. Измерение этого показателя позволяет правильно охарактеризовать грунтовые вязкость и густоту.

На этот показатель оказывает сильное влияние природная влажность грунта. В итоге он может быть как отрицательным (твердый грунт), так и положительным (текучая консистенция).

Такие геологические изыскания для коттеджа или иного объекта точно определяют, в каком состоянии находится грунт. Это очень важно при создании проектов, при выборе подходящего материала, проведения изыскания для фундамента и так далее. Цена вовремя проведенных анализов – надежность сооружения.

Степени текучести

По показателю текучести грунта все глинистые грунты делятся на подвиды супесей, глины и суглинков.

Супеси могут обладать тремя степенями текучести: твердой, пластичной и текучей консистенциями. А вот у глин и суглинков таких степеней шесть: твердая, полутвердая, тугопластичная, мягкопластичная, текучепластичная и текучая.

Результаты лабораторных исследований позволяют найти и предел пластичности грунта. Он помогает выяснить, какое количество воды в грунте содержится при изменении консистенции. То есть, влияние воды на показатель текучести грунта.

Геология для проекта строительства содержит множество изысканий. Важно, чтобы смета включала все пункты исследований: полевых, и лабораторных.

Грунты с текучим состоянием обладают очень слабой несущей способностью. Такой грунт в дальнейшем приведет к смещению конструкции здания или же к сильной усадке фундамента. Следует заказать проведение этого исследования до начала проектных работ. Если нет возможности строиться в другом месте, заказчик должен предпринять все возможные меры безопасности. Стоимость профилактических мер окупится крепостью и надежностью фундамента здания.

В грунтовой лаборатории ООО «Геолог» вы можете заказать любые виды исследований грунта. Наши специалисты, прежде чем поместить образец в лабораторию, специально выезжают на исследуемую строительную площадку и берут образцы грунт и воды из подготовленных скважин. Если площадь строительной площадки велика, то берется несколько образцов по всей площади изучаемой местности.

Услуги геодезиста стоят недорого, и заказать их в нашей компании очень просто. Воспользуйтесь контактными данными на сайте и свяжитесь с нашими операторами. Консультация по самым сложным вопросам в области инженерных изысканий бесплатна.

Чтобы получить точный расчет предстоящих исследований рекомендуем прислать на наш электронный адрес техническое задание. В ближайшее время наши специалисты подготовят точную смету предстоящих расходов. Мы успешно работаем по многим регионам России, а также в Москве и Московской области

Предел текучести материала — Libtime

1. Главная
2. Наука
3. Предел текучести материала

Елена Голец20 Июнь 2015 9429

Различные материалы по-разному сопротивляются пластической деформации, то есть изменению своей формы и размеров. Предел текучести материала — напряжения, при котором начинается пластическая деформация. Речь идет о силе, приходящейся на единицу площади. Измеряется это напряжение в Н/м² или других единицах, имеющих размерность силы, деленной на площадь.

Изучение предела текучести материалов

Изучению предела текучести материалов уделяется пристальное внимание. В реальных конструкциях нагружать материал выше предела текучести нельзя, иначе вся конструкция изменит форму, размеры и потеряет работоспособность.

Предел текучести — это граница, переход через которую напряжениям, действующим в материале, запрещен. Естественно, что чем выше находится эта граница, тем большие нагрузки сможет выдержать конструкция. Вопрос о том, как управлять пределом текучести материалов — очень важен с технической точки зрения. Практически — это вопрос о работоспособности материала под нагрузкой.

Поэтому материаловеды издавна добросовестно испытывали различные материалы, вносили в справочники значения их пределов текучести после различных видов термической обработки и пластической деформации, а конструкторы использовали эти значения при расчетах несущей способности машин, самолетов, зданий, плотин.

Считалось, что определить предел текучести можно только экспериментально. А вопрос, почему предел текучести данного материала 100 МПа, а не 200 МПа, звучал странно. Что значит почему? Да потому, что природой так заложено.

Расчет величины предела текучести

Но вот в 1924 году известный советский ученый Яков Ильич Френкель решил рассчитать величину предела текучести теоретически. Идея расчета, как и все идеи Я. И. Френкеля в области физики, для которой он очень много сделал, была проста и понятна.

Он рассматривал процесс деформирования материала под действием сдвиговых напряжений. Чтобы вызвать пластическую деформацию, достаточно сдвинуть верхнюю половину образца относительно нижней так, чтобы возвращение в исходное состояние само по себе было невозможно. Как показано на рисунке. Пусть рассматриваемый материал имеет кристаллическое строение (такое строение характерно для подавляющего большинства металлов, керамических, тугоплавких соединений, некоторых полимеров). Это означает, что его атомы расположены в определенном порядке, и если мысленно соединить их прямыми линиями, то получится пространственная решетка, которая полностью определит расположение атомов в кристалле.

Каждое вещество имеет характерные для него размеры и форму кристаллической решетки. Чтобы произвести пластический сдвиг в кристалле, нужно разорвать все связи между атомами, расположенными выше и ниже плоскости скольжения (ее след на рисунке — лини АВ).

При определенном напряжении равном пределу текучести кристалла при сдвиге, связи 1—2 разрушатся и тогда можно будет беспрепятственно сместить ряд атомов 1 относительно ряда 2 на одно межатомное расстояние. Такой сдвиг будет уже необратимым, то есть после снятия внешних нагрузок кристалл сам не вернется в прежнее состояние.

Точно такое же напряжение понадобится, чтобы произвести сдвиг еще на одно межатомное расстояние. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока все атомы 1 не придут в крайнее левое, а атомы 2 — в крайнее правое положение. После этого кристалл будет разделен на две части, то есть разрушится.

Величина предела текучести материала

Если прочность межатомной связи известна, то не составляет большого труда оценить величину напряжения, необходимую для того, чтобы пластически деформировать материал описанным способом. Я. И. Френкель проделал эти расчеты и получил простую формулу для оценки величины предела текучести материала τ_т: τ_т=G/2π.

В этой формуле G — модуль сдвига материала, связанный с прочностью межатомных связей. Значения модуля сдвига всех материалов, представляющих интерес для техники, имеются в справочниках. Например, для железа G = 81 ГПа, для никеля — 73,6 ГПа, для меди — 45,5 ГПа, для алюминия — 26,7 ГПа.

Следовательно, предел текучести при сдвиге должен составлять для железа ~ 13 ГПа, для никеля ~12 ГПа, для меди ~ 7 ГПа, для алюминия ~ 4 ГПа.

Противоречия между теорией и практикой

Теперь остается сравнить эти результаты с экспериментом. Нужно вырезать образцы металла и подвергнуть их испытаниям на сдвиг по схеме, изображенной на том же рисунке. Интересно, насколько ошибся Я. И. Френкель в своих расчетах.

Если даже в два-три раза, результат следует признать хорошим, учитывая приближенный, оценочный характер модели. Но оказалось, что реальные значения τ_т для железа и никеля вместо 12 000—13 000 МПа, предсказываемых теорией, составляют 50—100 МПа; меди — вместо 7000 МПа — 20— 30 МПа; алюминия — вместо 4000 МПа — 10—20 МПа.

Проверяем другие материалы. Та же картина. Теоретические значения предела текучести в сотни раз больше реальных. В чем же дело? Сомневаться в эксперименте у нас нет оснований. Значит, не верна теория. Но идея расчета так проста и естественна, что подозревать в ней какую-то ущербность не хочется. Может возникнуть вопрос — зачем вообще говорить о теории, если она не соответствует практике?

Есть экспериментально определенные значения предела текучести, их и следует использовать для нужд техники, а теория здесь ни к чему, тем более такая далекая от реальности. И все-таки нельзя пройти мимо полученных результатов. Причин тому несколько. Вот две из них.

1. До тех пор, пока не обнаружены принципиальные ошибки в теории, нет оснований ее отвергать. А раз теоретически возможно получение таких высоких показателей, то не исключено, что при определенных условиях они могут быть реализованы и на практике. Может быть, в материалах имеются еще неиспользованные резервы, о которых мы пока не знаем.
2. Без теории человек вообще не в состоянии осмыслить какой-либо экспериментально полученный результат. Альберту Эйнштейну принадлежат слова о том, что только теория решает, каково содержание наших наблюдений. Достаточно вспомнить, что повседневный опыт говорит нам: Земля стоит на месте, а Солнце всходит и заходит. А вот действительно ли это так или только кажется, выяснилось после того, как Коперник разработал свою теорию строения Солнечной системы.

Если нет надежной теории, которой можно руководствоваться, нет продвижения вперед.

Но вернемся к противоречию между теорией и практикой

. Итак, как же было разрешено противоречие? Френкель оказался не прав. Материалы деформируются не так, как он себе представлял. Но его неправильные представления оказались для науки намного важнее и полезнее, чем многие заведомо правильные, но никуда не ведущие и никому не интересные.

Они заставили искать истину, и этот поиск привел к успеху. То, что Френкель был не прав, не совсем так. Его теория верна, но не для реальных, а для идеальных кристаллов, то есть таких, какими себе представляли металлы в двадцатые годы двадцатого века, когда ученый выполнял расчеты. Предполагалось, что кристаллическая решетка состоит из совершенно правильных рядов атомов и порядок их незыблем.

А на самом деле это не так. В кристалле имеются дефекты, и именно в них все дело. Такие разбежности в теоретических расчетах пределов текучести материалов и экспериментальных данных заключаются в дефектах кристаллических решеток. Чтобы объяснить разногласия между теорией и экспериментом, дефекты пришлось придумать. Сделал это в 1934 году английский физик Г. Тейлор.

Рейтинг: 5/5 — 2 голосов

Поток производственных материалов | Системы материальных потоков в производстве

Что такое системы материальных потоков в производстве?

Производственный материальный поток — это перемещение компонентов, сырья и других запасов по циклу обработки для создания готового продукта и доставки его потребителю.

Материальный поток, пожалуй, самая важная функция в производственной компании, поскольку он касается процесса создания продуктов из материалов, а эти продукты и их продажа необходимы для финансовой жизнеспособности компании.

Преимущества оптимизации и анализа материальных потоков

Эффективность материальных потоков приводит к увеличению прибыли. Имея консалтинговую компанию по бережливому производству для проведения анализа материальных потоков (MFA) в производстве, компания может сэкономить на капитальных вложениях и значительно снизить затраты на хранение, транспортировку и обработку. Кроме того, сокращается потребление энергии и отходы, а необходимая площадь минимизируется, что сокращает общее время производства и позволяет более эффективно распределять ресурсы и рабочее время.

В долгосрочной перспективе системы с плавным движением материалов обеспечивают устойчивое производство. Это позволяет соответствовать строгим будущим требованиям к прозрачности и устойчивости, снижению углеродного следа компании и эффективному использованию сырья.

Что такое спроектированный поток материалов?

Оптимальная конструкция систем материальных потоков в производстве позволяет выполнять динамическую обработку, которую можно настраивать с учетом изменений объема, количества и типа продукта. Он также интерактивен, работает и общается с человеческими и другими системными данными и процессами. Кроме того, он предсказуем, работает по плану с плавным решением любых проблем, которые могут возникнуть. Разработка оптимального потока позволяет производителям сократить количество отходов и увеличить производственные возможности в соответствии с тремя взаимосвязанными принципами:

• Планирование: Спроектированный поток материалов требует конкретного и преднамеренного описания движения материала, включая точные данные о компонентах и ​​материалах и идентификацию каждого этапа производственного процесса.
• Связь: Бесперебойная работа требует связи и сигналов. Сигналы могут принимать различные формы, включая стрелки на полу, верхнее освещение, штрих-коды, цветные прямоугольники и пронумерованные знаки.
• Инструменты: Выбор инструментов зависит от условий производства. Сначала следует изучить процессы, а затем выбрать оборудование, соответствующее потребностям.

Этапы оптимизации потока материалов

Создание оптимизированного потока материалов для повышения эффективности на рабочем месте — колоссальная задача. Эти четыре этапа оптимизации упрощают преобразование:

• Сбор данных: Во многих организациях отделы работают отдельно, создавая разрозненные данные и возможны ошибки из-за отсутствия связи. Исправьте это, предоставив централизованный доступ к данным от начала до конца производственного процесса и сбора.
• Автоматизация мониторинга процессов: Автоматизированные программы, обнаруживающие отклонения в процессах, обеспечивают бесперебойный поток материалов.
• Визуализация текущих данных: Использование технологий дает операторам и менеджерам актуальные и своевременные представления о материальных потоках, позволяя им эффективно выполнять свою работу.
• Прогнозировать и действовать: Машинное обучение и прогнозная аналитика позволяют технологиям выявлять сбои и предвидеть такие проблемы, как узкие места или переполнения, позволяя сотрудникам действовать быстро и предотвращать простои.

Экономические выгоды от оптимизированного потока материалов

Компании промышленного проектирования, такие как DSI.

• Планирование каждой детали: После анализа материальных потоков на производстве необходимо создать базу данных, содержащую критическую информацию обо всех производственных деталях. к контролируемому сокращению запасов и непрерывному процессу улучшения.
• Использование док-станции: Обзор использования док-станции может определить, достаточно ли текущей конфигурации и количества док-станций или требуется повторная балансировка установки для повышения эффективности.
• Использование площади: Площадь пола должна быть оптимизирована, чтобы исключить излишние запасы и сократить требования к хранению.
• Повышение эффективности работы оператора: Путем оптимизации движения компонента в процессе производства можно значительно сократить потребность в рабочей силе и оборудовании.
• Уменьшение количества поездок и заторов: Заторов на объекте можно избежать, эффективно перенаправляя материалы для минимизации времени в пути.

Инженерно-консалтинговые фирмы, такие как Design Systems Inc., предлагают бережливое производство и инженерные услуги, которые могут улучшить ваш бизнес. Усовершенствования процесса движения материалов могут значительно повлиять на эффективность всей операции, минимизировать количество отходов и увеличить прибыль.

Системы подачи материалов | Поток производственных материалов

Что такое система материальных потоков?

Системы материальных потоков используются в производственном процессе в качестве автоматизированных единиц в промышленном производстве. Основная функция этих систем заключается в транспортировке или подаче заготовок, деталей, готовых изделий или других компонентов к станку или удалении готовых изделий.

Процесс материального потока не должен использовать только один процесс обработки; он может использовать несколько остановок машины на заданном пути. По сути, при обсуждении систем материальных потоков мы говорим о транспортировке сырьевого товара к готовому продукту через производство.

Что такое анализ материальных потоков (MFA)?

Анализ материальных потоков, или анализ материальных потоков, как его иногда называют, представляет собой исследование управления материальными потоками с точки зрения затрат, эффективности и анализа конфиденциальных данных в процессе промышленного производства. Этот процесс используется для изучения метода и количества четко определенной системы, а также для интерпретации эффектов человеческого взаимодействия во временном и пространственном масштабах во время таких процедур.

Хотя существуют экосистемные приложения, многие компании, занимающиеся промышленным проектированием, в основном сосредотачиваются на роли метода в промышленных и производственных процессах.

Основные принципы материального потока

Существуют два основных принципа системного подхода анализа материальных потоков (MFA) и массового баланса. Системный подход касается определения системы или определения модели. Система MFA включает в себя определенные процессы и границы системы, что позволяет контролировать параметры исследования и проводить более целенаправленный анализ. Системный подход также включает точные определения товаров, веществ и материалов.

Массовый или технологический баланс касается количественной оценки отдельных элементов процессов, а не только экономического учета. Такой специфический подход имеет жизненно важное значение для внедрения href=»/»>промышленных инженерных решений и поддержания оптимальной работы при одновременном сокращении отходов.

Почему важен поток материала?

Материальный поток и анализ материальных потоков являются важными составляющими промышленного производства и производства по многим причинам, в частности эффективности и стоимости. Производитель полагается на процесс бережливого производства, чтобы обеспечить прибыльность, но если в производственном процессе слишком много отходов, компания в долгосрочной перспективе теряет деньги.

Сотрудничая с консультационными фирмами по бережливому производству и принимая на себя обязательства по МФА и реструктуризации потока материалов, когда это необходимо, производитель экономит деньги и оптимизирует производительность, что приводит к улучшению финансовых показателей.

Типы материальных потоков

При рассмотрении типов материальных потоков мы обычно рассматриваем внешний материальный поток в сравнении с внутренним материальным потоком. Внешний материальный поток относится к логистике, транспортировке сырья и готовой продукции. Материальный поток внутреннего производства относится к любому перемещению внутри объекта. Например, доставка сырья, передача на механическую обработку и сборку, а также погрузка готовой продукции на грузовики являются примерами основного потока материалов.

Производственный поток материалов

При производстве потоков материалов компания должна оптимизировать процессы, чтобы сэкономить деньги и повысить эффективность. MFA может помочь вам максимально эффективно использовать свои операции в нескольких важных областях, включая использование док-станции, использование пространства, совместную работу и консолидацию инструментов, а также снижение перегрузки.

Одно только использование пространства может помочь улучшить поток материалов, повысить безопасность и сократить расходы. Чтобы максимально использовать пространство, выделите отдельные зоны для сырья и готовой продукции. Кроме того, вы хотите определить потребности и методы хранения, сосредоточив внимание на сокращении.